Но внимание – это не только моментальная привилегия для одного ощущения по отношению к другим. Даже в рамках одной сенсорной модальности оно может способствовать обработке информации из разных мест. И эту функцию внимания тоже можно обнаружить на наших мозговых картах. Например, когда вы концентрируете внимание на предметах в центре поля зрения, повышается активность в области зрительной карты V1, соответствующей центральной ямке, вне зависимости от того, что еще происходит в поле вашего зрения[218]. А теперь вы, не переводя взгляда, концентрируете внимание на другом, не на том, что перед вашими глазами. Возможно, вы пользовались этой уловкой, когда хотели украдкой на кого-то посмотреть. Когда вы смещаете зрительное внимание таким образом, активность нейронов падает в области V1, соответствующей центральной ямке, и повышается в соответствующем периферическом отделе карты V1.
Внимание также способствует выборочной обработке некоторых типов информации. Если мы хотим выделить лицо на сложной визуальной сцене, нам нужно сконцентрироваться на лицах, где бы они ни находились. Концентрация внимания на лицах усиливает активность зон на предметных картах, ответственных за лица, таких как веретенообразная зона лиц[219]. Это также помогает локализовать лица намного быстрее. Но если мы хотим обнаружить на рисунке здание, мы концентрируем внимание на зданиях и одновременно усиливаем активность парагиппокампальной области мест. Если мы хотим вычленить специфический звук речи, мы повышаем активность соответствующего отдела слуховой коры. А если хотим проверить, сладкая ли на вкус жидкость, то повышаем активность зон вкусовой коры[220].
Но когда мы пытаемся более детально разобраться в том, как именно концентрация внимания влияет на активность отдельных нейронов на картах мозга, дело значительно усложняется[221]. В некоторых случаях направление внимания на какой-либо предмет или место, которое является предпочтительным для конкретной клетки мозга, может напрямую влиять на частоту возбуждения этой клетки. Но нередко концентрация внимания оказывает более сложное действие. Она может усилить чувствительность нейрона, повышая вероятность его возбуждения при малейшем появлении сигнала. Или внимание может дополнительно повышать частоту спайкования в тех случаях, когда она уже высокая, то есть усугубить состояние активности и сделать различие между “нет ничего” и “да, что-то есть” более явным для остальных частей мозга.
Намеренная концентрация внимания на каком-то предмете оказывает заметное влияние на сенсорные карты мозга и восприятие. Но что запускает эти изменения? Если внимание подобно легиону солдат, стратегически перемещаемых между чувствами и частями сенсорных карт, какой генерал ими командует? На сегодняшний день мы знаем несколько ключевых элементов в этой командной цепи, и каждому из них соответствует собственная карта. Вспомните о пространственных картах значимости или намерений в теменной коре, которые собирают информацию от многих чувств и координируют их. Эти карты получают от разных чувств сведения о том, что важно и где это происходит, в каждый конкретный момент. Они передают ценную информацию моторной коре, так что мы способны реагировать на эти важные вещи или на поведение этих людей. Но эти карты также отсылают информацию назад к сенсорным областям, усиливая и активируя участки сенсорных карт в соответствии с текущими нуждами[222]. Моторная кора играет важную роль в концентрации внимания. Фронтальные поля глаз – это участки моторной коры, имеющие собственную зрительную карту. Нейроны фронтальных полей глаз обеспечивают движение глаз и отвечают за направленность взгляда на интересующие нас предметы и события. Но они также регулируют связанную с вниманием активность других участков мозга, в том числе сенсорных карт.
Хотя в мозге нет какой-то одной области, играющей главную роль в управлении вниманием, основные игроки сосредоточены в местах пересечения действия и восприятия. Внимание “знает”, что важно в поведенческом плане в конкретный момент времени, поскольку прислушивается к двигательной системе. В этом красота нашего мозга в качестве единого целого: восприятие всегда формирует действие, а действие постоянно на фундаментальном уровне формирует восприятие.
Среди всех мыслей и способностей, порождаемых разумом, внимание и мысленные образы кажутся наиболее личными и эфемерными. И поэтому удивительно, как много мы уже знаем о сути этих явлений и их связи с мозговыми картами.
Еще одной важной задачей нейробиологии является понимание того, как мозг отображает понятия и смыслы. Такие абстрактные понятия, как числа, время, любовь и неудача, не связаны с тем, что происходит здесь и сейчас. Их нельзя увидеть или потрогать, но их необходимо отображать, понимать и обсуждать. Замечательно, что карты мозга также играют определенную роль в отображении этих нематериальных сущностей.
10Понимание и общение с помощью карт мозга
В нашем путешествии по картам мозга пока полностью понятно одно: эти карты основаны на нашем теле и физических чувствах. Они информируют нас о важнейших объективных свойствах окружающего мира. Общей характеристикой этих карт является их физическая сущность – особая в каждом случае. Даже когда мы обсуждаем ментальные явления (мысленные образы и внимание), мы понимаем, что они имитируют на картах мозга физические ощущения и действия и их можно обнаружить на этих картах.
Но многое из того, о чем мы думаем и говорим, является абстрактным и неуловимым для восприятия. Попробуйте дотронуться до долга или сложного процента. Посмотрите, можете ли вы удержать в руках время или положить в карман любовь. Многие идеи, определяющие наше финансовое, социальное или эмоциональное состояние, не имеют формы, цвета, запаха или веса. Как мы схватываем эти неосязаемые сущности? Выясняется, что мы часто делаем это, снабжая абстрактные концепции физическими параметрами, а затем подключаем к работе карты мозга.
На первый взгляд, математика кажется вершиной человеческих абстракций. То, что в реальной жизни может быть тремя комочками земли или тремя галактиками мерцающей звездной пыли, изображается одним неясным символом. Говорим ли мы о семейном бюджете, траектории астероида или распространении новой заразной болезни, мы можем представить их, рассчитать и предсказать с помощью одного и того же простого набора чисел и математических операций. Математику можно использовать для описания вещей здесь и сейчас, однако ее возможности выходят далеко за пределы “здесь и сейчас”. Цифра 3 – это символ, но мы не можем потрогать или увидеть абстрактную концепцию тройки в физическом мире. Как мозг отображает подобные вещи?
Основы нашего понимания чисел связаны как минимум с двумя способностями мозга. Одна из них – понимание примерного количества[223]. Эта способность оценки количества свойственна не только людям; большинство видов животных умеют приблизительно оценивать количество предметов. Как иначе животное выбирает дерево, на котором больше съедобных фруктов, или почему покидает местность, где больше хищников?
Однако это ощущение примерного количества дает нам неточную информацию. Оно позволяет с ничтожной долей погрешности различать лишь малые числа (отличить 1 от 2 или 3). По мере увеличения чисел точность падает. Для приблизительной оценки 6 и 7 – почти одно и то же, а более крупные числа, такие как 12, 14 и 20, идентичны и соответствуют понятию “много”. Приблизительная оценка никогда не позволяет точно отобразить большие числа, такие как 1109. И не позволяет выполнять даже простейших вычислений, например: 14 + 18 = 32.
Нейробиологи обнаружили карты, поддерживающие приблизительную оценку чисел, в мозге обезьян и людей начиная с трехмесячного возраста[224]. Сканирование с помощью фМРТ выявило в мозге взрослых людей шесть карт приблизительной оценки чисел в каждом полушарии, больше всего в теменной коре[225]. Это гладкие непрерывные карты количества, для которых организующим параметром является приблизительная количественная оценка. Диапазон отображения на всех картах колеблется от одного до примерно четырех, пяти, шести или семи (несколько).
С помощью этого оценочного представления о количестве мы создаем ассоциации между числами и пространством[226]. Эти ассоциации возникают не только у математиков или людей, способных выполнять простейшие арифметические действия. Многие исследования показывают, что птицы, обезьяны и маленькие дети связывают между собой количество и расстояние или пространство[227]. У людей эти ассоциации усиливаются и дополнительно согласуются в процессе школьного обучения. Они также зависят от культурной среды. Например, в тех культурах, где читают слева направо, небольшие числа строго ассоциируются с пространством с левой стороны от тела, а большие – с правой стороны от тела. Дело в том, что при усвоении письменных чисел в школе и в другой среде люди привыкают к рядам чисел, возрастающих слева направо. Взгляните на временнýю шкалу или любую горизонтальную ось на школьном графике, и вы убедитесь, что это универсальная договоренность. Однако дети, растущие в культурной среде, где читают справа налево, связывают пространство и числа противоположным образом; для них небольшие числа ассоциируются с пространством с правой стороны[228]